ダイヤモンドコーティングによる工具・機械部品の耐摩耗性向上
脱炭素社会の実現に向け、エネルギー効率の高い機械システムが求められ、物理的接触部の耐久性向上と摩擦低減はその鍵を握っています。発電所やプラントなどで使用されるメカニカルシールのような機械部品や、切削工具や金型といった機械工具の使用環境は高温・高面圧といった苛酷な使用環境での長寿命化が課題になっています。本研究では研磨レスなナノ結晶ダイヤモンドコーティングによる長寿命化の実現に貢献します。
2025年度公募
seeds-008-0019 -
【近畿】
耐摩耗部材に資する高平滑ダイヤモンド膜の成長技術の開発
研究の成熟度
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TRL1
基本原理・
現象の確認基礎研究
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TRL2
原理・現象の
定式化基礎研究
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TRL3
実験による
概念実証応用研究
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TRL4
実験室での
技術検証応用研究
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TRL5
使用環境に
応じた技術検証実証
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TRL6
実環境での
技術検証実証
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TRL7以上
実環境での
技術検証
※TRL（TRL（Technology Readiness Level）：特定技術の成熟度を表す指標で、異なったタイプの技術の成熟度を比較することができる定量尺度
VISIONビジョン
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VISION
ビジョン
究極の耐摩耗付与による超寿命化の実現
ダイヤモンドコーティングによる工具・機械部品の耐摩耗性向上
USE CASE
最終用途例
工具・金型・しゅう動部品の耐摩耗性向上
USE CASE 01高面圧下でのしゅう動部品の高機能化
APPLICATION
ダイヤモンドコーティングによるしゅう動部品の超寿命化
腐食・高温環境での長期安定性の実現と高負荷製品のサイクルタイムの向上。
USE CASE 02工具の高機能化
APPLICATION
研磨不可な工具・金型へのダイヤモンドコーティングの適用
ドリルなどの高負荷加工の実現や金型の長期利用と品質の維持。
STRENGTHS
強み
機械表面の超硬度化の実現
STRENGTHS 01
プラズマ技術を用いてナノ結晶ダイヤモンドをコーティング
一般的なダイヤモンドコーティングは数μmの粒子で構成される膜が得られ、研磨の後処理が必要になるが、
本研究ではナノオーダーの粒子で構成されたダイヤモンド膜を得ることができ、研磨レスでダイヤモンドコーティングを利用することが可能になる。
TECHNOLOGY
テクノロジー
平滑性と超高硬度の両立の実現
PRESENTATION
共同研究仮説
平滑ナノ結晶ダイヤモンドの活用
共同研究仮説01
しゅう動部品の高機能化 / 工具の高機能化
高面圧下での耐久性の向上
実用製品にダイヤモンドコーティングを行い、膜の密着性や付きまわり性を確認し、
実用環境での耐摩耗性や摩擦特性といった性能試験による検証を実施します。
過酷な加工条件での加工
実用製品にダイヤモンドコーティングを行い、コーティング工具での加工試験により、
加工性能や耐久性を実施します。
共同研究仮説02
装置メーカー、受託コーティングメーカー
従来コーティングで対応できない耐摩耗性コーティング装置の開発
ナノ結晶ダイヤモンドコーティングの量産装置を開発し、対象製品にコーティングすることによる性能評価とともに、生産性の検証を実施します。
RESEARCHER
研究者
田中 一平
兵庫県立大学大学院
工学研究科 機械工学専攻 准教授
工学研究科 機械工学専攻 准教授
経歴
2016年3月 千葉工業大学大学院 工学研究科 工学専攻 博士後期課程 修了
2016年4月 千葉工業大学 附属研究所 研究員
2016年7月 岐阜大学 工学部 機械工学科 産官学連携研究員
2018年4月 兵庫県立大学大学院 工学研究科 機械工学専攻 助教
2025年4月 兵庫県立大学大学院 工学研究科 機械工学専攻 准教授
- リサーチマップ
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専門領域
・プラズマ
・化学気相成長
・硬質炭素膜
・トライボロジー -
共同研究の経験がある企業／業界
自動車部品メーカーや素材メーカー、精密部品メーカーとの共同研究の実績があります。
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主要な論文情報
本シーズに関連する論文
・Effect of Concentration Modulation on Mechanical Properties of Diamond Films Synthesized via Microwave Plasma CVD
・CH4濃度変調プラズマを用いたナノ結晶ダイヤモンド膜の合成 -
本シーズ以外の論文
・Effects of Tetramethyl Silane Concentration on Amorphous SiCN Films Deposited by Microwave Sheath-Voltage Combination Plasma at High Substrate Temperatures
・Diamond synthesis using tubular hot foil chemical vapor deposition
・ナノダイヤモンドペレットを蒸着源に用いたアモルファスカーボン膜の作製
・マイクロ波プラズマCVD装置におけるFRITを用いたプラズマ発光強度比制御系の一設計
・マイクロ波励起高密度基材近傍プラズマによるTiC膜の作製
・バイポーラパルスを用いた高速度工具鋼のラジカル窒化
・CH4-N2ガスによるマイクロ波励起高密度プラズマを用いた窒素含有炭素膜の合成
・有機窒素化合物を蒸着源としたイオンビーム支援蒸着法による窒化炭素の作製と摩擦特性
・Mechanical properties of amorphous SiCN films deposited by ion-beam-assisted deposition
・Diamond synthesis on Si by plasma chemical vapor deposition using microwave sheath-voltage combination plasma
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